專利名稱：一種鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于傳感檢測技術領域，涉及一種基于鉻基三層金屬膜的石英晶體微天平傳感器。
背景技術：
石英晶體微天平(Quartz crystal microbalance, QCM)是一種新型傳感測量技術，它是利用石英晶體諧振頻率的變化與晶體電極表面沉積的物質質量之間成正比例關系，可檢測電極表面ng甚至pg級的質量變化及溶液的粘度、密度、阻抗、介電常數等參數的變化，因具有靈敏度高、響應快速、操作簡便和價格低廉的特點而廣泛應用于大氣污染物、生物分子等物質的檢測。石英晶體微天平傳感器的核心部件是石英晶體片上金屬電極的安裝使用，目前較通用的電極材料為金(Au)，金性質穩定但價格昂貴，使其應用受到限制；然而，金屬銀(Ag)價格比金便宜，且不與稀硫酸、鹽酸、堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽等發生反應，具有良好的耐酸、耐堿性能，是一種潛在的良好電極材料。因此用銀替代金，即在石英晶體片上加鍍金屬鉻層后鍍上銀層，再鍍上金層，加鍍的鉻層能增強電極材料與石英晶體片之間的附著力，也具有耐腐蝕性和穩定性，由于鍍上金屬鉻和銀，能有效降低鍍金層的厚度，減少金的使用量，從而降低整個石英晶體微天平傳感器的制作成本，使應用拓寬。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器，在石英晶體片和金之間加鍍金屬鉻和銀，減少金的使用量，可降低傳感器的成本。為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案:一種鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器，該傳感器包括一個石英晶體片，所述石英晶體片表面是鍍鉻膜層，所述鍍鉻膜層表面是鍍銀膜層，所述鍍銀膜層表面是鍍金膜層，從而形成一種基于鉻基三層金屬膜的石英晶體微天平傳感器。值得注意的是，采用真空鍍膜和掩膜版技術，容易控制金屬鍍膜厚度和大小。本實用新型所述的鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器，鍍鉻膜層厚度為I 50 nm，鍍銀膜層厚度為20 200 nm，鍍金膜層厚度為20 200 nm，石英晶體片為AT切型石英晶體，其基頻為4 50 MHz。并且由于膜層材料是金屬鉻、銀和金，加鍍的鉻層能增強電極材料與石英晶體片之間的附著力，使整個膜層強度和抗腐蝕性能好，化學性質穩定，頻率穩定度高。此夕卜，在控制電極材料厚度的情況下，在石英晶體片和金之間加鍍金屬鉻和銀，有效地降低了鍍金層的厚度，減少了金的使用量，從而降低了整個石英晶體微天平傳感器的生產成本。本實用新型的有益效果是，所述鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器具有制作簡單、成本低廉、靈敏度高、抗腐蝕性和穩定性好等優點。
[0009]圖1是鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器的剖面示意圖。圖1中，1.石英晶體片，2.鍍鉻膜層，3.鍍銀膜層，4.鍍金膜層。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型發明作進一步的說明:如圖1所示，一種鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器，該傳感器包括一個AT切型、基頻為8.0 MHz的石英晶體片1，利用真空鍍膜技術在所述石英晶體片I表面鍍20 nm厚度的鉻膜層2，在所述鍍鉻膜層2表面鍍130 nm厚度的銀膜層3，在所述鍍銀膜層3表面鍍50 nm厚度的金膜層4，從而形成一種基于鉻基三層金屬膜的石英晶體微天平傳感器。由于膜層材料是金屬鉻、銀和金，強度和抗腐蝕性能好，化學性質穩定，頻率穩定度高，并大大減少了金的使用量而降低了整個石英晶體微天平傳感器的生產成本，可廣泛應用 。
權利要求1.一種鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器，其特征是:該傳感器包括一個石英晶體片(I)，所述石英晶體片(I)表面是鍍鉻膜層(2)，所述鍍鉻膜層(2)表面是鍍銀膜層(3)，所述鍍銀膜層(3)表面是鍍金膜層(4)，形成一種基于鉻基三層金屬膜的石英晶體微天平傳感器。
2.根據權利要求1所述的石英晶體微天平傳感器，其特征在于所述鍍鉻膜層(2)厚度為I 50 nm。
3.根據權利要求1所述的石英晶體微天平傳感器，其特征在于所述鍍銀膜層(3)厚度為 20 200 nm。
4.根據權利要求1所述的石英晶體微天平傳感器，其特征在于所述鍍金膜層(4)厚度為 20 200 nm。
5.根據權利要求1所述的石英晶體微天平傳感器，其特征在于所述石英晶體片(I)為AT切型石英晶體，其基頻為4 50 M`Hz0
專利摘要本實用新型提供了一種鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器，該傳感器包括一個石英晶體片(1)，所述石英晶體片(1)表面是鍍鉻膜層(2)，所述鍍鉻膜層(2)表面是鍍銀膜層(3)，所述鍍銀膜層(3)表面是鍍金膜層(4)，形成一種基于鉻基三層金屬膜的石英晶體微天平傳感器。本實用新型的效果和益處在于所述鉻基三層金屬膜石英晶體微天平傳感器具有制作簡單、成本低廉、靈敏度高、抗腐蝕性和穩定性好等優點。
文檔編號G01N5/02GK203101211SQ201320090128
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者曹忠, 羅永豐, 高妮, 曹婷婷, 龍姝, 肖忠良 申請人:長沙理工大學